Woodsmoke Particulate + Hyperton saltvann (Smokeysal)

Militær utplassering er assosiert med eksponering for nye partikulære stoffer (PM), for eksempel fra brannskader, aeroallergener og økt sigarettforbruk. Krigskrigere utsatt for disse inhalasjonseksponeringene viser umiddelbar og kronisk respiratorisk sykelighet. For eksempel rapporterte militærtjenestepersonell som ble undersøkt i både Republikken Korea (ROK) og Kabul, Afghanistan en generell økning i respiratorisk sykelighet, inkludert astma og kronisk bronkitt, assosiert med deres utplassering. Luftforurensninger i ROK var preget av forhøyede nivåer av både PM 0,5-2,5 og PM 2,5-10. På samme måte ble eksponeringer i Kabul preget av flere luftbårne PM-eksponeringer, inkludert de fra brenngroper. Burn pit PM inkluderer metaller, bioaerosoler, organiske biprodukter og biomasseforbrenningspartikler. Disse funnene indikerer at inhalert PM er en sannsynlig årsak til respiratorisk sykelighet i felten.

Betennelse er en viktig første reaksjon på inhalerte partikler. Trerøykpartikler (WSP) fungerer som et modellmiddel for å studere PM-indusert bronkitt. WSP-inhalasjon genererer reaktive oksiderende (og nitrosative) arter som forårsaker lokal skade på luftveisepitelceller og frigjøring av skadeassosierte molekylære mønstre (DAMPs) som aktiverer toll-lignende reseptorer (TLR) og interleukin 1 (IL-1)-mediert medfødt immunforsvar. responser fra residente luftveismakrofager. Kontaminering av PM med bioaerosoler, som inneholder lipopolysakkarid (LPS), aktiverer også medfødte immunresponser gjennom toll-lignende reseptor 4 (TLR4) aktivering av residente luftveismakrofager. Disse komplementære prosessene resulterer i rekruttering av nøytrofiler (PMN), som medierer luminal luftveisbetennelse med frigjøring av giftige mediatorer som nøytrofil elastase og myeloperoksidase som fremmer akutt og kronisk bronkitt.

Derfor bør bekjempelse av PM-indusert luftveisnøytrofil betennelse være et sentralt fokus for å redusere respirasjonssykdommen til militært personell. Etterforskerne har studert en rekke pro-inflammatoriske inhalasjonsmidler, som forstøvet LPS, ozon (O3) og WSP, som modeller for akutt nøytrofil bronkitt som man kan teste en rekke terapeutiske midler mot. For denne effekten har etterforskerne rapportert at inhalert flutikason hemmer O3-indusert og LPS-indusert nøytrofil betennelse, og at parenteral anakinra og oral gamma-tokoferol hemmer nøytrofile responser på inhalert LPS. I tillegg til midler med iboende antiinflammatoriske og antioksidantegenskaper, er rask fjerning av inhalerte partikler fra luftveisoverflater en komplementær tilnærming for å redusere PM-indusert luftveisbetennelse. Dette kan vurderes gjennom måling av mucociliary clearance (MCC).

MCC er avhengig av luftveissekretoriske celler og submukosale kjertler som produserer et mucinrikt væskelag på luftveisoverflaten og cilierte celler som hydrerer og driver slim ut av lungen og inn i de øvre luftveiene. Hyppigheten av MCC er avhengig av ciliær slagfrekvens, hydrering og de reologiske egenskapene til slim. In vitro-studier har vist at HS, gjennom en osmotisk effekt på luftveisoverflater, forbedret hydrering og slimreologiske egenskaper, og akselererte slimtransporthastigheter. I tillegg har data fra de siste 30 årene vist at inhalert hypertonisk saltvann (HS) pluss hoste er den mest effektive metoden for akutt å rense bronkialluftveiene for inhalerte, avsatte partikler. Den kombinerte effekten er større enn enten HS eller hoste alene. I studiene av astmatikere undersøkte etterforskerne evnen til en enkelt HS-behandling med en coachet hostemanøver til å akutt fjerne radiomerkede Tc99m svovelkolloidpartikler fra luftveiene etter eksponering for LPS. Etter HS-inhalasjons- og hosteavklaringsmanøvrer utviklet for å gjenvinne sputumprøver for analyse, observerte etterforskerne en rask clearance på >50 % av de inhalerte radiomerkede partiklene. Etterforskerne antar at hvis andre pro-inflammatoriske partikler (PMs, burn pit-partikler) ble fjernet på samme måte via HS-indusert akselerasjon av MCC kort tid etter eksponering, ville det være reduksjoner i akutt PM-indusert betennelse. I denne studien vil derfor etterforskerne vurdere effektiviteten av inhalert 5 % HS, en dose godt tolerert av astmatikere ved baseline og etter inhalerte LPS/allergenutfordringer for sputuminduksjon, for å dempe WSP-indusert luftveisnøytrofil betennelse hos friske frivillige. Normal saltvann 0,9 % (NS) kommer ikke til å bli brukt som placebobehandling i denne studien, da inhalering av NS i seg selv påvirker de reologiske egenskapene til slim og MCC og derfor ikke ville være en passende placebo. Undersøkerne vil derfor sammenligne behandling med 5 % HS med ingen som ikke får noen behandling etter WSP-eksponering.